Устройство для измерения смещения светового пятна

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение динамического диапазона изменения освещенности светового пятна в условиях фонового излучения. Модулированный по интенсивности поток излучения формирует на поверхности четырехквадрантного фотоприемника 1 световое пятно. Сигналы, амплитуда которых связана с величиной смещения светового пятна, формируются на выходах дифференциальных усилителей 10 и 11, подключенных через операционные усилители 2-5 к четырехквадрантному фотоприемнику 1. Постоянные составляющие сигналов, снимаемые с четырехквадрантного фотоприемника 1, выделяются с помощью ключевых элементов 13-16, фильтров 17-20 нижних частот, усилителей 21-24, токозадающих элементов 25-28 и прикладываются к входам операционных усилителей 2-5. При этом происходит глубокое ослабление постоянных составляющих сигналов, снимаемых с выходов операционных усилителей 2-5, вызванных немодулированным фоновым излучением. Выделение опорных сигналов коррелированной выборки осуществляется формированием 12 импульсов . 1 ил. СП с о 00 N ел о ю .JJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (st)s G 01 В 21/22

ГОСУДАРСТВЕННЪ|Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

4 ", г, 3 i 3$J

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТО Р СКОМУ С Ц ИДЕТЕЛ Ь СТВУ (21) 4702443/28 (22) 06.06.89 (46) 15.10.91. Бюл. М 38 (72) Е.И.Чернов и B.B.Ôðoëoâ (53) 531.717(088.8) (56) Приборы и техника эксперимента, 1977, М 1, с. 207 — 210. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ.СМЕЩЕНИЯ СВЕТОВОГО ПЯТНА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — расширение динамического диапазона изменения освещенности светового пятна в условиях фонового излучения. Модулированный по . интенсивности поток излучения формирует на поверхности четырехквадрантного фотоприемника 1 световое пятно. Сигналы, амплитуда которых связана с величиной

5U 1684599 А1 мещения светового пятна, формируются на выходах дифференциальных усилителей 10 и 11, подключенных через операционные усилители 2-5 к четырехквадрантному фотоприемнику 1. Постоянные составляющие сигналов, снимаемые с четырехквадрантного фотоприемника 1, выделяются с помощью ключевых элементов 13 — 16, фильтров 17-20 нижних частот, усилителей

21 — 24, токозадающих элементов 25 — 28 и прикладываются к входам операционных усилителей 2 — 5. При этом происходит глубокое ослабление постоянных составляющих сигналов, снимаемых с выходов операционных усилителей 2-5, вызванных немодулированным фоновым излучением, Выделение опорных сигналов коррелированной выборки осуществляется формированием 12 импульсов. 1 ил.

1684599

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения смещения светового пятна, сформированного по интенсивности потока излучения при наличии фоновых излучений.

Цель изобретения — расширение области использования за счет увеличения динамического диапазона изменения освещенности светового пятна в условиях фонового излучения.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит четырехквадрантный фотоприемник 1, четыре преобразователя ток — напряжение, выполненные на основе операционных усилителей 2,3,4 и 5, охваченных отрицательной обратной связью в виде цепей 6,7,8 и 9, два дифференциальных усилителя 10 и 11., входы которых через операционные усилители 2,3,4 и

5 связаны и диагонально-противоположно расположенными площадками четырехквадрантного фотоприемника 1, формирователь 12 импульсов, четыре дополнительные цепи обратной связи, подключенные между выходами и входами операционных усилителей 2,3,4 и 5, каждая из которых выполнена в виде последовательно

Соеди ненн ых ключевого элемента !

3(14,15,16), фильтра 17(18,19,20) нижних частот, усилителя 21(22,23,24) и токозадающего элемента 25(26,27,28). Формирователь

12 импульсов выполнен в виде операционного усилителя 29 с цепью 30 отрицательной, обратной связи, вход которого подключен к общему выводу четырехквадрантного фотойриемника 1 и цепи отрицательной обратной связи, выполненной в виде последовательно соединенных фильтра 31 нижних частот, усилителя 32 и токозадаюи его элемента 33, выход которого подключен к входу операционного усилителя 29 и. формирователя 34, вход которого подключен к выходу операционного усилителя 29, а вь ход соединен с управляющими входами кл ючевых элементов 13-1 6.

Устройство работает следующим образом.

Модулированный по интенсивности поток излучения формирует на поверхности четы рехквадрантного фотоприемника 1 световое пятно.

Электрические сигналы, снимаемые с диагонально-противоположно расположенных площадок четырехквадрантного фотоприемника 1, усиливаются операционными усилителями 2-5, охваченными цепями 6-9 отрицательной обратной связи.

Усиленные сигналы поступают на входы дифференциальных усилителей 10 и 11, на выходах которых формируются сигналы, знак и амплитуда которых связаны с положением светового пятна на поверхности четы рехквадрантного фотоприемника 1.

5 Переменная составляющая потока излучения выделяется операционным усилителем 29 с цепью 30 отрицательной обратной связи, входящими в формирователь 2 импульсов.

10 Постоянная составляющая суммарного сигнала, снимаемого с четырехквадрантного фотоприемника 1, выделяется фильтром

31 нижних частот, усиливается усилителем

32, преобразуется в ток токоэадающим эле15 ментом 33 и подается на вход операционного усилителя 29.

Формирователь 34 формирует импульсы, фаза которых связана с временем формирования переменной составляющей

20 модулированного по интенсивности потока излучения, падающего на четырехквадрантный фотоприемник 1.

Импульсы, сформированные формирователем 34, поступают на управляющие вхо25 ды ключевых элементов 13-16.

На фильтры 17-20 нижних частот посту-: пают сигналы, соответствующие моментам времени, при которых модулированный по интенсивности поток излучения не падает

30 на четырехквадрантный фотоприемник 1, На выходах фильтров 17-20 нижних частот формируются сигналы, пропорциональные интенсивности фонового излучения, падающего на четырехквадрант35 ный фотоприемник 1, Сигналы, снимаемые с фильтров 17-20 нижних частот, усиливаются усилителями

21-24, преобразуются в токи токо дающими элементами 25-28 и поступают на входы

40 операционных усилителей 2-5.

На выходах операционных усилителей

2-5 формируются сигналы с глубоким подавлением постоянной составляющей, связанной с немодулированным фоновым излу45 чением, падающим на четырехквадрайтййй фотоприемник 1.

° I

Использование предлагаемого устройства позволяет расширить динамический диапазон изменения освещенности свето50 вого пятна при наличии фонового излучения.

Формула изобретения

Устройство для измерения смещения светового пятна, содержащее четырехквад55 рантный фотоприемник, четыре преобразователя ток — напряжение, выполненные на основе операционных усилителей, охваченных отрицательной обратной связью, два дифференциальных усилителя, входы которых через преобразователи ток — на1684599

Составитель Т.Айсин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Кучерявая

Редактор АЛежнина

Заказ 3498 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 г

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 пряжение связаны с диагонально-противоположно расположенными площадками четырехквадрантного фотоприемника, формирователь импульсов и четыре ключевых элемента, входы которых подключены к выходам преобразователей ток — напряжение..отл ича ющееся тем,что,с целью расширения области использования за счет увеличения динамического диапазона измерения освещенности светового пятна в условиях фонового излучения, оно снабжено четырьмя группами, каждая из которых состоит из последовательно соединенных фильтра нижних частот, усилителя и токозадающего элемента, образующих с соответствующими ключевыми элементами. включенными на входы соответствующих фильтров, дополнительные цепи обратной связи, включенные между выходами и входами соответствующих преобразователей

5 ток- напряжение, управляющие входы ключевых элементов подключены к выходу формирователя импульсов, выполненного в виде пятого преобразователя ток — напряжение, вход которого подключен к общему

10 выводу четырехквадрантного фотоприемника, и цепи обратной связи, подключенной между выходом и входом пятого преобразователя ток-напряжение и выполненной в виде последовательно соединенных фильт15 ра нижних частот, усилителя и токозадающего элемента.